借力信息技术促进学生空间想象力发展

翁月兰

随着教育信息化手段的不断发展和豐富，在小学数学教学中越来越多的信息化教学软件被应用于空间图形教学，这些信息化教学软件不但能提高数学课堂教学成效，而且有利于提高学生对数学空间图形的描述分析能力，因此教师要注重利用信息技术软件开展空间图形知识教学，以达到提高教学成效和发展学生空间想象力的双重目的。

一、信息技术对发展学生空间想象力的重要作用

将信息技术用于小学生数学空间想象力的培养，对提高培养效果和空间图形知识的教学成效具有多方面的重要作用。

一是信息技术能够形象地展示抽象的空间图形，将复杂的、难以理解的空间图形以直观的方式展示给学生，促进学生建立几何直观，有利于增强学生对空间图形的感知能力，使学生对空间图形获得丰富的感性认识，为发展学生空间想象力奠定基础。

二是信息技术能够展示空间图形的变化过程，促进学生想象力的发展。许多空间立体图形是由平面图形平移和旋转形成，利用信息技术手段能够直观地演示空间立体图形的形成过程和变化轨迹，有利于培养学生对空间图形变化的想象力。

三是信息技术能够展示空间图形的位置关系，促进学生形成空间思维。利用信息技术手段，能够为学生直观讲解和展示图形中点、线、面的空间位置关系，帮助学生更好地理解空间图形的特点与性质，促进学生形成空间思维。

二、小学生数学空间想象力发展的基本规律与要求

要想发展小学生的数学空间想象力，需要教师全面掌握小学生的空间想象力发展的基本规律与要求，运用这些规律和要求指导数学课堂教学活动，提高学生空间想象力培养效果。

（一）直观感知阶段

直观感知是发展小学生数学空间想象力的第一阶段，主要任务是在低年级数学教学中，让学生对空间几何图形的特点进行充分感知，初步感受空间图形的运动与变换，掌握空间图形与实物的对应关系，能进行简单测量或画图，通过这些活动积累空间想象力的感性认知，为空间想象力的发展奠定基础。此阶段空间想象力的发展具有直观性、基础性、整体性等基本特征。

在此阶段教学中，要求教师全面兼顾空间想象力发展的多方面任务，既要从宏观上让学生整体感知空间图形，也要从微观上重点感知，要立足于学生空间图形的已有经验开展教学，重点通过游戏活动让学生在动手操作中感知空间图形，并注重将观察和总结融入感知过程。

（二）简单描述与分析阶段

空间想象力发展的第二阶段是对空间图形进行简单描述与分析，主要针对中年级的学生，此阶段的主要任务是实现实物与空间图形之间的相互转化，掌握空间图形的简单运动与变换、空间图形的位置关系，能够根据要求作图。此阶段的空间想象力的发展具有描述性、转换性、过渡性等主要特征。

在此阶段中，要求学生积累空间图形学习的基本经验，注重在实践活动中感知、认识和描述空间图形，将动手操作、观察、图形变换与描述以及分析相整合开展教学，目的是深化学生对空间图形的认识。

（三）复杂抽象阶段

高年级学生已经初步形成空间思维能力，该阶段的主要任务是进行实物与空间图形的相互转换，掌握复杂图形的组合、分解及其包含的基本元素，能够完成图形或实物的运动与变换，描述图形或实物的位置关系，根据要求作图。此阶段的空间想象力发展具有抽象性、概括性、综合性等主要特征。

在此阶段教学中，要求教师注重创设相关的教学情境，帮助学生经历空间图形的抽象与概括过程，注重为学生创造动手和思考的机会，培养学生空间思维能力，全面发展学生的空间想象力。

三、借助信息技术发展学生空间想象力的教学策略

（一）借助信息技术展示空间图形，为发展空间想象力积累感性认识

小学生空间想象力的发展建立在对空间图形丰富的感性认识基础上，要想发展学生的空间想象力，需要教师注重利用信息技术展示空间图形，让学生从多个视角、多个方面进行观察，在观察中感受空间图形的特点，构建各种图形的空间信息和形象，增强学生对空间图形的感性认识，引导学生建立对抽象的空间图形的直观认识，从空间图形中把握数学知识，为发展学生的空间想象力奠定良好基础。

例如，在低年级“认识图形”教学中，教师运用多媒体手段，通过动画从不同角度为学生直观地展示立方体图形，让学生从前、后、左、右、上、下充分感受立方体图形的形状与特点，同时还可以将立体分解成平面、直线等基本图形，帮助学生建立对立方体图形的感性认识；再如，在学习“角”的相关知识时，如果教师只是根据教材讲解“角”的特点，学生很难对“角”建立丰富的感性认识，但如果利用多媒体手段为学生展示各种实物中存在的大小不同的“角”，就能轻松地帮助学生建立起对“角”的感性认识。

（二）借助信息技术软件开展教学，提高学生分析空间图形的能力

借助信息技术软件开展教学，可有效提高学生分析空间图形的能力。例如，著名的Geogebra数学教学软件将几何与代数知识融为一体，方便快捷、功能非常多，能进行平面几何图形、立体几何图形、数学计算等多方面的画图或计算操作，简单易学。利用该数学软件开展空间图形教学，既能增强学生对空间图形的感性认识，又能提高学生对空间图形的描述与分析能力。在教学苏教版五年级上册“梯形的面积公式”时，教师就可以让学生借助Geogebra数学软件自主探究梯形面积计算公式，如可以将梯形分解成一个平行四边形和一个三角形，也可以分解成一个长方形和两个三角形，还可以将两个相同的梯形倒置组合成一个大的平行四边形等。学生亲自动手操作，能够提高对“梯形”这个多边形特点的描述与分析能力，而且通过进行梯形的多种分解，既能轻松总结出梯形面积计算公式，又能丰富学生对空间图形的想象力。

（三）借助信息技术开展游戏教学，激发小学生空间想象与探究兴趣

要想培养小学生的数学空间想象能力，需要以激发学生的空间想象与探究兴趣为前提，有了浓厚的想象兴趣，才能激发小学生对数学空间图形的想象动力。利用信息技术手段对空间图形开展游戏化探究学习，应遵循以下基本流程。

第一，创设情境。用信息化教学游戏为学生创设问题情境，让学生进行体验，激发探究动力。第二，认知冲突。结合游戏情境设置引发学生认知冲突的任务。第三，问题探究。让学生通过观察、比较、想象来解决问题或得出自己的结论。第四，抽象概括。学生结合已有的知识经验，通过分析、概括和反思形成新的空间知识。第五，实践应用。将学生获得的空间知识或观念再应用到游戏活动或实际问题解决中，提高学生解决空间问题的能力，从而促进学生数学空间知识的形成。

例如，在学习“观察物体”时，首先，教师可以利用“Minecraft”教育游戏软件创设教学情境，为学生演示观察物体和利用方块进行各种构建活动的方法，以激发学生对空间物体或图形的探究兴趣。其次，教师提出探究问题和任务：用若干个方块摆出立体图形，并从不同角度进行观察，发现空间图形的基本规律，以小组为单位，利用该游戏构建一座小房子的图案。通过对该任务的探究，充分发展了学生的空间想象力。

（四）借助微课辅助空间图形教学，提高学生空间图形的自主想象力

微课是信息化教学的重要手段，教师将微课用于小学数学空间图形辅助教学中，针对教学重难点进行讲解，能够有效突破学生在空间图形知识学习中的困难。微课课件以视频教学为主，将抽象的空间图形知识用微课视频或动画进行演示，可以有效消除学生对空间图形知识的思维障碍，有利于促进学生数学空间想象力的发展。不同能力层次的学生可以反复观看微课课件，直到真正学会，有利于较好地实现因材施教，提高小学数学空间图形教学成效的同时，有效提高学生对空间图形的自主想象能力和自主学习能力。

例如，在“多边形的面积”教学中，学生已经掌握了常用的基本图形的面积计算公式和方法，具备了自主计算多边形面积的初步能力。教师可以针对教学重难点制作微课课件，让学生开展对多边形面积的自主探究学习。以“平行四边形面积”的教学为例，教师可以为学生创设长方形和平行四边形面积是否相同的问题情境，激发学生的探究欲望，然后录制平行四边形分割并组合成长方形的动画演示微课，使学生直观看到平行四边形转化成长方形的过程，从而解决平行四边形面积计算的难点。在此基础上，教师可以让学生运用同样的方法探究梯形面积公式，提高学生对空间图形的想象能力。

（宋行军）